CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG L KHẢI QUẮT VẺ HÊ THỐNG DI ĐÔNG TÉ BÀO_ Thay vì dùng các máy phát sóng vô tuyến công suat cực lớn đe cung cap các dịch vụ thông tin di động cho một lượng lớn users trong một vùng rộng lớn thì thông tin tế bào chia các vùng địa lý thành các ô ( cell) ,mỗi ô sử dụng máy phát sóng công suất nhỏ hơn và các bộ điều khiển được gọi là trạm gốc (BS-Base Station).Các ô này kết hợp lại tạo thành mạng tế bào như hình 1.1 Cắc trạm gốc (BS) dược diều khiển bời Trung tâm chuyền mạch di động (MSC - Mobiỉe SvÂtehing Ceníer), các MSC nảy lại được điều khiên bồi Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN - Public Switehed Telephone NetW0fk).1:hệ thống đi động tế bào Trong hệ thống thông tin di động tế bào ,tần số mà các máy di động sử dụng là không cố định ở một kênh nào đó mà thay đổi tùy theo vị trí của user.Mỗi ô được gán cho một nhóm tần số .Vì vậy,các ô k ế cận nhau sử dụng các nhóm tần số khác nhau để tránh nhiễu đồng kênh.Còn ở các ô cách xa nha một khoảng cách nhất định thì có thể sử dụng lại nhóm tần số đó (Frequency Reuse)Nhờ vậy mà dung lượng của hệ thống có thể tăng thêm dãi tần 1 CHƯƠNGI GỈỚĨ THIỂU CHUNG Đ iều nàv đươc m inh hoa trong hình 1. Điều này được minh hoạ trong hỉnh 12. T i nhận thấy cứ một nhổm 7 cells tần sổ được sử dụng lại. Nhốm 7 cells nảy được gọi là 1 cluster.
VI dụ: cẩl thứ nhất {được đảnh sổ 1) d i duster này sẽ sử dụng cùng iần sổ vởỉ cell 1 d a duster khảc. Sử dụng lại tần số với cluster gồm 7 cells. Khi User di chuyển từ cell này sang cell khác trong khi đang thực hiện cuộc gọi thì MSC sẽ thực hiện dịnh tuyến lại cuộc dể không làm gián đoạn cuộc gọi.Quá trình này gọi là chuyển vùng(Handoff) Nhữne ưu điểm của Hê thổn2 thône tin di đônọ tế bào: >Do sử dụng hiệu quả dãi tần số mà dung lượng của hệ thống tăng rat nhiều >C hất lượng của hệ thống được cải thiện do khả năng chống nhiễu đồng kênh (CCI-Co-Chanel Interference) >Tăng chất lượng truy cập và chuyển vùng giữa các cell II. SƯ PHÁT TRTỀN CỦA HÊ THỐNG THỐNG TĨN D ĩ ĐỘNG Thông tin di động đã phát triển qua các thế hệ khác nhau 2 CHƯƠNGI GIỚI THIỂU CHUNG 3** Generation (3G) (2000s) Digital Voice, Mamet, Media W -CDM A, CDMA2000.
2nd G e n e ra tio n (2G) IMT-20Q0. (1980*) Analog Voice AMPS. Thế hê thứ nhất - 1G : > Các hệ thống thông tin di động 1G được xây dựng từ những năm 80 Vỉ du: NMT (Nordic Mobile Telephone) của công ty Ericsion, Thụy Điển. + Cung cấp những dịch vụ chủ yểu là thoại.
+ Các hệ thống di động 1G được phát triển ứong phạm vi Quốc gia, do đó không có khả năng tương thích lẫn nhau Do yêu cầu thông tin di động ngày càng cao, hơn the nữa là nhu câu phai có một hệ thống thông tin di động toàn cầu .Vì vậy, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G) ra đời Thế hê thứ hai —2G i +Được phát triển ngay trong thập niên 90 +Dựa trên công nghệ số, dùng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA-Time Division Multiple Access) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA -C ode Division Multiple Access) 3 CHƯƠNGI GIỚI THĨẺU CHUNG +Theo quan điểm người sử dụng ,hệ thống 2G hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống,hệ thống 2G còn cung cấp thêm một số dịch vụ truyền dữ liệu ,tuy tốc độ còn thấp +Chưa thực hiện được hệ thống thông tin di động toàn cầu ,do đó trên thị trường tồn tại một số hệ thống di động 2G như GSM (Global System for Mobile Communication),IS-95 (Iterim Standard-95),PDC(Personal Digital Celular).Trong đó ,GSM được sử dụng rộng rãi nhất Đến những năm 2000, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3(3G) ra đời với mục đích hình thành một hệ thống thông tin di động duy nhất trên toàn thế giới +Dựa vào công nghệ số với sự khẳng định ưu the vượt trội của CDMA +CÓ khả năng cng cấp những dịch vụ có tốc độ khác nhau như thoại internet tốc độ cao ,truyền hình chất lượng cao, nhắn tin đa phương tiện(MMS). +Các chuẩn cho 3G: IMT-2000,CDMA 2000. Hệ thống di dộng 3G chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng các nghiên cứu về hệ thống4G,mà công nghệ chủ yếu là các kỹ thuật đa sóng mang ,đã được tiên hành và MC-CDMA là một ứng viên sáng giá .Vì vậy ,viêc tìm hiểu về hệ thống thông tin di động dùng kỹ thuậtMC-CDMA là cần thiết và mang ý nghĩa thực tế Con đườne đi lên 3G của Viêt Nam Hiện nay ,các nhà cung cấp dịch vụ di động chính ở Việt Nam là Mobiphone,Vinaphone,S-phone,Viettel.Con đường đi lên 3G từ các công nghệ khác nhau đều đã có : các nhà khai thác GSM sẽ đi lên W-CDMA ,còn các nhà cung cấp sử dụng công nghệ CDMA sẽ tiến lên CDMA-2000 .Bây giờ chỉ còn việc xác định thời điểm triển khai cho phù hợp Năm 2004,Ericsson đã cùng Mobiphone thử nghiệm thành công dịch vụ di động 3G.Trong khi đó ,Vinaphone và Viettel vẫn đang sử dụng công nghệ thế hệ thứ 2(2G) Tính đến nay ,S-phone là nhà cung cấp đầu tiên và duy nhất sử dụng công nghệ CDMA.Chuẩn mà S-phone đang sử dụng là CDMA 2000 IX, chuẩn này chỉ cách chuẩn 3G CDMA 2000 IX Evdo một khoảng không xa.Vì vậy S-phone sẽ có khả năng tiến nhanh hơn trên con đường hướng tới 3G Mặc dù hiện nay đa số thuê bao di động ở nước ta chưa có nhiều nhu cầu gì khác hơn ngoài đàm thoại di động, nhưng theo tuyên bố của các nhà đầu tư thì nam 2006, mạng 3G của Việt Nam sẽ được triển khai (theo WWW. vn/vi-vn/VTVl/cuocsongso/2005/12/73939.
vtv) 4 CHƯƠNG! GIỚI THIỀU CHUNG III. KÊNH TRUYỀN VỎ TUYỂN Sự am hiểu những đặc điểm của môi trường viễn thông là tiền đê cho sự lựa chọn thích hợp của hệ thống kiến trúc phát tín hiệu .Chất lượng của các hệ thống phát thông tin phụ thuộc vào kênh truyền ,nơi mà tín hiệu được truyền từ máy phát đến máy thu .Không giống như kênh truyền hữu tuyến là ổn định và có thể dự đoán được,kênh truyền vô tuyến là hoàn toàn ngẫu nhiên và không hề dễ dàng trong việc phân tích.Tín hiệu được phát đi ,qua kênh truyền vô tuyến,bị cản trở bởi các tòa nhà ,núi non ,cây cối. BỊ phản xạ (reflection),tán xạ (scattering), nhiễu xạ(diffraction).,các hiện tượng này được gọi chung là fading.Và ket quả là ở máy thu ta thu được rất nhiều phiên bản khác nhau của tín hiệu phát.Điều này ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống thông tin vô tuyến A, Các hiên tư ơm ảnh hưởns đến chất lươns kênh truyền: aHiêu ứne đa đường (Multipath) Figure 1-t T ia » variant multipath, propagation Hìnhl.3 , Hiệu ứng đa đường Nhiễu đa đường là kết quả của sự phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ. Của tín hiệu trên kênh truyền vô tuyến.Các tín hiệu được truyền theo các đường khác nhau này đều là bảo sao của tín hiệu phát đi nhưng đã bị thay đổi ,suy hao về biên độ và bị trễ so với tín hiệu được truyền thẳng (Line of Sight) .Tín hiệu thu được tại máy thu là tổng của các thành phần này .là mộ tín hiệu phức tạp với biên độ và pha thay đổi rất nhiều so với tín hiệu ban đầu 5 CHƯƠNGI GIỚI THIÊU CHUNG bHiêu ứne Doppler: Gây ra bởi sự di chuyển tương đối của máy thu và máy phát và sự di chuyển của các đối tượng trong kênh truyền vô tuyến di động.Những sự di chuyển nhỏ trên mặt phẳng kênh của sóng dài có thể là nguyên nhân trong sự khác biệt hoàn toàn về sự chồng sóng Khi sự chuyển động tương đối này càng nhanh thì tần số Doppler càng lớn, và do đó tốc độ thay đổi của kênh truyền càng nhanh.
Hiệu ứng này được gọi là fading nhanh (fast fading).Hiêu ứne bỏne râm (Shadowing) Do ảnh hưởng của các vật cản trở trên đường truyền, ví dụ như các toà nhà cao tầng, các ngọn núi, đ ồ i. làm cho biên độ tín hiệu bị suy giảm. Tuy nhiên, hiện tượng này chỉ xảy ra trên một khoảng cách lớn, nên tốc độ biến đổi chậm. Hay sự không ổn định cường độ tín hiệu ảnh hưởng đến hiệu ứng che chắn gọi là suy hao chậm.Vì vậy, hiệu ứng này được gọi là fading chậm (slow fading).
Các dans kênh truyền: Tùy theo đáp hứng tần số của kênh truyền và băng thông của tín hiệu phát mà ta có như sau: +Kênh truyền chọn lọc tần số hay kênh truyền fadinh phẳng +Kênh truyền chọn lọc thời gian (hay còn gọi là kênh truyền biến đổi nhanh (fast channel)) hay kênh truyền không chọn lọc thời gian(kênh truyền biến đổi chậm(sĩow channel)) a. Kênh truyền Chon Loc Tần s ố và Kênh truyền Fading Phăns (Frequency Selective Channel và Flat Channel hay Frequency Nonselective Channel) Mỗi kênh truyền đều tồn tại một khoảng tần số mà trong khoảng đó,đáp ứng tần số của kênh truyền là gần nư nhau tại mọi tần số ( fading),khoảng tần so này được gọi là Coherent Bandwith và được ký hiệu trên hình 1.4 là f0 tín hiệu 6 CHƯƠNGI GIỚI THIỀU CHUNG Trên hình 1.4 ta thấy kênh truyền có f0 nhỏ hơn nhiều so với băng thông của tín hiệu phát.Do đó ,tại một số tần số trên băng tần ,kênh truyền không cho tín hiệu đi qua và những thành phần tần số khác nhau của tín hiệu được truyền đi chịu sự duy giảm và dịch pha khác nhau.Dạng kênh truyền như vậy được gọi là kên truyền chọn lọc tần số Hìnhl.5 Kênh truyền Fading phẳng (f0 >W) Ngược lại ,trên hình 1.5 kênh truyền có f0 lớn hơn nhiều so với băng thông của tín hiệu phát ,mọi thành phần tần số của tín hiệu được truyền đi qua kênh chịu sự suy hao và dịch pha gần nhau .Chính vì vậy,kênh truyền này đuỢc gọi là kênh truyền fading hoặc kênh truyền không chọn lọc tần số b. Kênh truyền chon loc thời sian và Kênh truyền không chon loc thời sign (Time Selective Channel và Time Nonselective Channel) Kênh truyền vô tuyến luôn thay đổi liên tục theo thời gian ,vì các vật chất trên đường truyền luôn thay đổi về vị trí, vận tốc., luôn luôn có những vật thể mới xuất hiện và những vật thể cũ mất đi.Sóng điện từ lan truyền trên đường truyền phản xạ, tán xạ. Qua những vật thể này nên hướng ,góc pha, biên độ cũng luôn thay đổi theo thời gian Tính chất này của kênh truyền được mô tả bằng một tham số ,gọi là coherenttime.